摘要：基于汽车驾驶座椅人机工程设计，能够有效提高驾驶过程中的舒适度，降低由于疲劳驾驶导致的交通事故发生概率。通过引入人机工程学理念，确定了汽车驾驶座椅的设计方法。将舒适度、坐姿纳入设计范围，对提升我国汽车制造业的发展有积极推进作用。
关键词：汽车驾驶座椅；人机工程；疲劳驾驶
随着生活水平的提高，汽车已经走进千家万户，不再是遥不可及的奢侈品。据相关部门统计，在交通事故中，由于疲劳驾驶导致的事故占到总事故的60%以上。所以在汽车行驶过程中，驾驶座椅对驾车人员能够起到至关重要的作用，舒适的座椅能够减少驾驶人员的疲劳程度，使操作更加便捷、舒适，也使驾驶过程更加安全。在当代驾驶座椅设计中，引入人机工程学，探寻人机一体的设计理念。通过人机工程设计出更加符合人体过工程的驾驶座椅，也是提高汽车生产企业在行业竞争力的有效手段之一。
一、汽车出现疲劳驾驶的设计原因分析
疲劳驾驶指的是由于驾驶员开车时间过长（不间断驾驶超过4小时），在身体以及心理上对操作技能有所减弱的现象，除表象特征以外，在心理上也会产生一定波动。导致疲劳驾驶的具体原因有以下几点：
（一）座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态没有接近于正常自然形态时，导致腰椎以及背部肌肉的负荷增加，以至驾驶疲劳的发生。（二）汽车座椅的坐垫及靠背对腿部及靠背的支撑性和包覆性不够，乘坐无舒适感，导致疲劳的发生。（三）汽车座椅发泡的硬度值过低导致坐垫或靠背偏软，虽然很大幅度提升座椅舒适性，但长时间开车导致人体感应座椅硬物感，增加乘坐疲劳度。（四）汽车座椅匹配空间不够导致乘员舒适性空间不够，也是导致疲劳的原因之一。
在疲劳的时，遇到紧急情况不能对路面情况进行准确判断，即使明确判断也会延误大量时间，最终造成交通事故的发生。综合上述四点，从设计方便认为汽车座椅在设计校核时需仿真人体真实操作过程，匹配车身座椅空间；以及座椅对假人的支撑和包覆性校核；汽车座椅发泡的硬度值过硬和过软都不利于舒适性的提升；所以汽车座椅就需引入人机工程学。
二、驾驶座椅的重要性
（一）当驾驶员坐在驾驶座椅上进行驾车时，驾驶员的身体重量是全部分担给座椅的。驾驶员的腿部呈自然垂放的状态，脚底由于受到作用力使得手部不受任何压力，这时，驾驶员的架势状态为最佳。所以，要将驾驶座椅设计的更加符合人体力学，尽量使驾驶感觉更加舒适。（二）无论是在板油马路还是乡间土路，在驾驶过程中都避免不了的会产生振动，只是振动程度有所区别。振波能够通过驾驶座椅传递给驾驶员，进而对驾驶产生一定影响。不能小视振动所带来驾驶体验，当振波幅度过大或振波频率较长时，驾驶人员的生理和心理也会随着振波变化，身体各项机能出现降低现象。振波容易使驾驶员的中枢神经产生亢奋，驾驶员长期处于亢奋状态进行驾驶，会使身体能量消耗过快，缩短驾驶时间，进而出现驾驶疲劳。（三）驾驶过程中，驾驶座椅的透气程度也会对驾驶造成一定影响。驾驶中，人的背部与臀部紧贴驾驶座椅，在长时间的驾驶中，如果驾驶座椅不能进行良好的散热，会使得热量积聚，进而产生水分。人体感到不适，会降低驾驶体验，增加疲劳度。
三、汽车驾驶座椅人机工程设计要求
设计汽车要将人的因素纳入设计范围，所以，汽车驾驶座椅人机工程设计就要使驾驶更加舒适，驾驶过程更加安全。驾驶座椅设计要能够满足不同驾驶员的身材，对人体工程学进行深入探讨，例如高个子和矮个子驾驶员对于座椅的高度就有不同要求，高个子驾驶员降低座椅高度，使得头部不至于碰到车顶，保持颈部舒适；矮个子驾驶员则要升高座椅，使视野更加开阔，保证驾驶安全性。身材较胖的驾驶人员需要留有更大驾驶空间，在驾驶中保证腿部、手部操作灵活；身材较瘦的驾驶员则要尽快贴近方向盘，操作更加便捷。
（一）驾驶过程中，身体各部位要与驾驶座椅紧密贴合。座椅的弧度要与驾驶员背部弧度、腿部弧度尽量契合，贴合紧密的座椅能够增加驾驶舒适程度。
（二）设计时，要将人体重量考虑在内。成年人体重大多在50kg以上，一些男性驾驶员的体重会更大。在汽车转弯时，由于重量加速度，会对座椅形成不小的压力。要确保驾驶座椅的稳固性，使驾驶员身体能够保持平衡。
（三）驾驶座椅要软硬适度，座椅材质不宜过硬或过软。不能一味追求舒适度而降低驾驶安全性，过软材质会使驾驶员精神过于放松，导致驾驶员出现乏困现象。
（四）驾驶座椅的要能根据不同驾驶员身体进行适当调节，保证驾驶员操作舒适度，减少疲劳感。
四、汽车驾驶座椅静态设计
根据人体工程学研究表明，驾驶中最为舒适的坐姿为背部与座椅靠背不完全紧贴，臀部占据座椅四分之三的位置，身体略微前倾，背部与腿部呈90°至135°。同时小腿前移，脚部与小腿呈85°至110°，首位微下垂。如图所示。座椅的形状和尺寸要与驾驶员身体适合，将驾驶员的体重均匀分布在各着力点上，切着力点触感要良好。驾驶座椅要有手动调节功能，能根据不同驾驶员身材进行移动。
通过驾驶空间空气环境，适当调整座椅温度，能够促进人体新陈代谢功能，进而减少驾驶疲劳。座椅选用透气发泡与面套材质，能增加座椅表面的空气流通，能够使积聚在驾驶员背部、臀部的热量尽快发散，减少水分存储量，让驾驶员背部、臀部与座椅接触面积保持在适当的温度与湿度中，提高驾驶体验，进而减少在驾驶中产生的疲劳。皮质座椅会由于长时间的压力造成表面裂开，皮革脱落，在汽车转弯过程中臀部与座椅摩擦力减小，造成坐姿不稳定，因此建议座椅面套采用织物材料制作。
五、汽车驾驶座椅动态设计
汽车驾驶座椅动态设计与驾驶中产生的振动有关。驾驶中的振动波主要是由于道路不平以及车辆本身的减震装置功能减弱、或是其他装置所造成的。驾驶员在驾驶过程中会受到多方面传来的振动，以及由振动产生的角振动。其中竖直振动对驾驶人员造成的影响最大。振动波通过固体传导，传递给驾驶员，驾驶员的身体会随振动产生共振。所以在驾驶座椅动态设计中，要减少振动对驾驶员带来的影响，减少振动传播途径，将驾驶员敏感部位与振动部位隔离开来，减少由于振动产生的驾驶疲劳。
（一）适当降低驾驶座椅振动频率，将人体敏感振动区域与座椅进行隔离。
（二）降低驾驶座椅振波传导率，减少人体附近10Hz频率传输，降低座椅减震装置造成的震波传导，减少来自靠背的振动。
（三）将汽车减震器、悬挂、轮胎、路面看做一个整体，根据不同路面情况选择适当的避震装置，使驾驶员不宜产生疲劳感觉。
结束语
对于汽车驾驶座椅人机工程设计，使汽车生产中的重要一环。目前，我国对于座椅的研发深度不够，厂商在汽车制造时对于座椅舒适度也不够重视，还停留在座椅外观、质量的层面，所以，在今后设计中，要加强对座椅舒适度的重视，建立适合企业自身的座椅设计体系，加强对座椅设计静态、动态理念的完善。通过先进设计方法，采用人体工程学设计，使得汽车驾驶座椅更加舒适，更加安全，让驾驶员消除疲劳感，减少交通事故发生率。
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论文作者:龚微
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/17
标签：座椅论文; 驾驶员论文; 人机论文; 疲劳论文; 工程学论文; 汽车驾驶论文; 人体论文; 《基层建设》2018年第20期论文;